沉降变形观测网测量作业指导书

1、沉降变形观测网测量作业指导书1 适用范围本作业指导书适应高速铁路沉降变形观测网测量。2 作业准备2.1 资料准备 图纸审核、资料收集、建立沉降观测网平面布置示意图。2.2 现场核对 现场核对基准点、工作基点及线下工程构筑物相对位置，明确路基、桥梁、涵洞、隧道、过渡段等构筑物观测点里程。2.3 仪器配置2.3.1 标称精度不低于2、2mm+2ppmm的全站仪。2.3.2 不低于ds05级的精密电子水准仪。 2.4 测量人员配备 每45km设沉降变形监测网，测量小组一个，小组成员4人，其中测量工程师1名，测量工3名。2.5 测量人员培训 测量人员上岗前均经过培训，主要测量人员要持有铁路建设测量工程

2、师或线下工程沉降变形观测及评估业务培训结业证书，持证上岗。2.6 仪器设备检定和日常检校 所有测量仪器、设备均有法定计量检定证书，并在有效期内。测量仪器有使用前及使用过程中均要进行检校。3 主要技术要求3.1 客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南（铁建设2006158 号）3.2 铁建设2009196 号高速铁路工程测量规范(tb 106012009)及条文说明3.3 客运专线铁路变形观测评估技术手册（工管技200977 号文）3.4 工程测量规范（gb50026-2007）3.5 国家一、二等水准测量规范（gb/t12897-2006）3.6 建筑沉降变形测量规程（jgj/t8-2007

3、）3.7 客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准（铁建设200785号）。3.8 贵广铁路公司贵广铁路无砟轨道线下工程变形观测技术交底会议纪要2010年第13期3.9 贵广铁路设计文件3.10 铁道部相关规定。4 测量程序及工艺流程4.1 测量程序测量准备观测网布设观测网测量 观测网复测与维护4.2 测量工艺流程图4.2 测量工艺流程框图5 测量要求及质量标准 5.1 测量方法5.1.1 二等水准测量1 二等水准测量精度要求见表5.1.1-1。5.1.1-1 二等水准测量的精度要求等级每千米高差偶然中误差m（mm）每千米高差全中误差mw（mm）限差（mm）检测已测测段高差之差往返测不符值

4、附合线路或环线闭合差左右线高差不符值二等12644-注：1.表中l为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位为km。 2.检测已测测段高差之差的限差,对于单程检测或往返检测均适用, 检测测段长度小于1km按1km计。检测测段两点的距离不宜小于1km。2 二等水准主要技术标准见表5.1.1-2。5.1.1-2 二等水准测量的主要技术标准等级每千米高差全中误差（mm）路线长度（km）水准仪等级水准尺观 测 次 数往返较差或闭合差（mm）与已知点联测附合或环线二等2400ds05因瓦往返往返4注：表中l为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位为km。5.1.2 高程测量作业要求1 技术要求 1）

5、水准网的观测按照高速铁路工程测规范中二等水准测量的要求进行。水准仪及水准尺在使用前应检校合格，水准仪及水准尺在使用前及使用过程中，经过常规检校合格，水准仪的视准轴与水准管的夹角均不得大于15，仪器各种设置正确，其中有限差要求的项目按规范的要求在仪器中设置，并在数据采集时自动控制，不满足要求的在现场进行提示并进行重测。2） 水准测量采用单路线往返观测，同一区段的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一路线进行。3） 数字水准仪测段往返起始测站仪器设置： 仪器设置主要有：测量的高程单位和记录到内存的单位为米（m）；最小显示位为0.00001m；设置日期格式为实时年、月、日；设置时间格式为实时24小

6、时制。 测站限差参数设置：视距限差的高端和低端；视线高限差的高端和低端；前后视距差限差；前后视距差累积限差；两次读数高差之差限差。 作业设置：建立作业文件；建立测段名；选择测量模式：“abffb”；输入起始点参考高程；输入点号（点名）；输入其他测段信息。 通信设置：按仪器说明书操作。测站观测误差超限，在本站发现后可立即重测。若迁站后才检查发现，则应从水准点或间歇水准点（应经检测符合限差）起始，重新观测。4）二等水准观测主要的技术要求见表5.1.2-1表5.1.2-1二等水准观测主要的技术要求 等级水准仪等级水准尺类型视距(m)前后视距差(m)测段的前后视距累积差(m)视线高度(m)两次读数所测

7、高差的差(mm)检测间歇点高差之差(mm)二等ds05铟瓦3且501.53.02.8且0.550.71.05）二等水准观测计算取位见表5.1.2-2表5.1.2-2 二等水准观测计算取位等级往（返）测距离总和（km）往（返）测距离中数（km）各测站高差（mm）往（返）测高差总和（mm）往（返）测高差中数（mm）高程（mm）二等水准0.010.10.010.010.10.16) 观测时，一般按后-前-前-后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪，每一测段必须为偶数测站结束。按以下顺序进行：往测： 奇数站为后前前后偶数站为前后后前返测： 奇数站为前后后前偶数站为后前前后7)同一测段的往测(或

8、返测)与返测 (或往测)应分另在上午与下午进行。在日间气温变化不大的阴天和观测条件较好时，若干里程的往返测可同在上午或下午进行。但这种里程的总站数，不应超过该区段总站数的30%。8）一测站操作程序如下（以奇数站为例）：首先将仪器整平（望远镜绕垂直轴旋转，圆气泡始终位于指标环中央）；将望远镜对准后视标尺（此时，标尺应按圆水准器整置于垂直位置），用垂直丝照准条码中央，精确调焦至条码影像清晰，再按测量键；显示读数后，旋转望远镜照准前视标尺条码中央，精确调焦至条码影像清晰，按测量键；显示读数后，重新照准前视标尺条，按测量键；显示读数后，旋转望远镜照准后视标尺条码中央，精确调焦至条码影像清晰，按测量键，

9、显示测量成果，测站检核合格后迁站。9）间歇与检测观测间歇时，最好在水准点上结束。否则，应在最后一站选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置标尺的固定点作为间歇点。如无固定点可选择，则间歇前应对最后两测站的转点尺桩（用尺台作转点尺承时，可用三个带帽钉的木桩）做妥善安置，作为间歇点。间歇后应对间歇点进行检测，比较任意两尺承点间歇前后所测高差，若符合限差要求，即可由此起测；若超过限差，可变动仪器高度再检测一次，如仍超限，则应从前一水准点起测。检测成果应在手簿中保留，但计算高差时不采用。数字水准仪测量间歇点要可用建立新测段等方法检测，检测有困难时最好收测在固定点上。10）水准测量作业结束后，每条水准路线应

10、按测段往返测高差不符值计算偶然中误差m，m1.0mm；当水准网的环数超过20个时，还应按环线闭合差计算mw, mw2.0mm；否则应对较大闭合差的路线进行重测。m和mw应按下列公式计算： 式中： 测段往返高差不符值（mm）； l 测段长（km）； n 测段数； w 经过各项修正后的水准环线闭合差（mm）； n 水准环数。2 水准作业基本要求1）在气象条件变化稳定时进行观测,观测的时间和气象条件要求如下:水准观测应在标尺分划线成像清晰而稳定时进行。下列情况下,不应进行观测：日出后与日落前30min内；太阳中午前后各约2h内（可根据季节和气象情况，适当增减，最短间歇时间不少于2h）：标尺分划线的影

11、像跳动剧烈时；气温突变时；风力过大而使标尺与仪器不能稳定时。2）扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。3）水准线路一般沿坡度小的道路布设，以减弱前后视折光误差的影响。昼避开跨河流、湖泊、沼泽等障碍物。若与高压输电线或地下电缆平行，则使水准路线在高压输电线或地下电缆50m以外进行测量，以避免电磁场对水准测量的影响。观测时用测伞遮蔽阳光，施测时均装遮光罩。4）跨越较大河流或水域时，按国家一、二等水准测量规范（gb12897-2006）跨河水准测量有关技术执行。5）进行观测前30min，将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致，并进行仪器预热。测量中避免望远镜直接对着太阳；尽量避免视线

12、被遮挡，要求遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%；观测时用测伞遮蔽阳光，仪器需装遮光罩。6）自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。7）除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。8）观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用2.5kg 以上的尺垫，水准观测路线必须路面硬实，观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。水准尺均借助尺撑整平扶直，使标尺上的气泡居中，确保水准尺垂直。3

13、成果的重测及取舍1）测段往返测高差不符值超限，应先就可靠程度较小的往测或返测进行整测段重测，并按下列原则取舍：若重测的高差与同方向原测高差的不符值超过往返测高差不符值的限差，但另一单程高差的不符值不超出限差，则取用重测结果；若同方向两高差不符值未超出限差，且其中数与另一单程高差的不符值亦不超出限差，则取同方向中数作为该单程的高差；若中的重测高差（或中两同方向高差中数）与另一单程高差的不符值超出限差，应重测另一单程； 若超限测段经过两次或多次重测后，出现同向观测结果靠近而异向观测结果间不符值超限的分群现象时，如果同方向高差不符值小于限差之半，则取原测的往返高差中数作往测结果，取重测的往返高差中数

14、作为返测结果。2）区段、路线往返测高差不符值超限时，应就往返测高差不符值与区段（路线）不符值同符号中较大的测段进行重测，若重测后仍超出限差，则就重测其他测段。3）符合线路和环线闭合差超限时，应就路线上程度较小（往返测高差不符值较大或观测条件较差）的某些测段进行重测，如果重测后仍超出限差，则应重测其他测段。4）每千米水准测量的偶然中误差m超出限差时，应分析原因，重测有关测段或路线。5.1.3 全站仪导线测量1 导线测量主要技术要求1）各级导线测量的技术要求见表5.1.3-1。表5.1.3-1 各级导线测量作业技术要求等级测角中误差（）测距相对中误差方位角闭合差（）导线全长相对闭合差测量回数0.5

15、级仪器1级仪器2级仪器三等1.81/150 0003.61/55 0004610四等2.51/80 00051/40 0003462）水平角方向观测法的主要技术要求见表5.1.3-2。表5.1.3-2 水平角方向观测法的主要技术要求等级仪器等级半测回归零差（）一测回内各方向2c较差（）同一方向各测回差较差（）二等0.5级仪器484三等1级仪器696四等2级仪器8139 3）水平角观测应符合下列要求： 观测应在通视良好、成像清晰稳定时进行。观测过程中，气泡中心位置偏离值不得超过1格；水平角观测，当观测方向的垂直角超过3的范围时，宜有测回间重新整置气泡位置。有垂直轴补偿器的仪器可不受此限制。当测站

16、只有两个方向时，应在观测总测回数中以奇数测回的度盘位置观测导线前进方向左角；以偶数测回的度盘位置观测右角。4）水平角观测误差超限时，应在原来度盘位置上重测，并应符合下列规定：一测回内2c互差或同一方向值各测回较差超限时，应重测超限方向，并联测零方向。下半测回归零或零方向2c互差超限时，应重测该测回。若一测回中重测方向数超过总方向数的1/3时，应重测该测回。当重新测的测回数超过总测回数的1/3时，应重测该测站。5） 边长测应采用全站仪观测，测距仪精度等级应符合表5.1.3-3规定。表5.1.3-3测距仪精度等级精度等级每千米测距标准偏差级|md|2 mm级2 mm |md|5 mm6） 边长测量

17、的技术要求应符合表5.1.3-4的规定。表5.1.3-4边长测量的技术要求等级测距仪精度等级每边测回数一测回读数较差限差（mm）测回间较差限值（mm）往返观测平距较差限差值往测返测三等22232md44572md四等22232md572md注：1一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次的过程； 2 测距仪精度等级切分如下：级 md2 mm级 2 mm md5 mmmd为每千米测距标准偏差。即按测距仪出厂称精度的绝对值，归算到1km的测距标准偏差。3 注：md =(a+bd) ，为仪器标称精度。式中：a仪器标称精度中的固定误差(mm)b比例误差系数（mm/km）d测距边长度（km）。2 全站仪导线测量

18、步骤：水平角、竖直角、斜距同时进行测量，同时还可以测量平距、高差用以检核计算。 1） 在测站上安置全站仪，对中、整平（激光对中，整平时要先起动仪器），量取仪器高。 2）在前、后视镜站上安置棱镜，对中、整平，量取棱镜高，并将镜面对向测站。 3） 打开全站仪的电源，上下转动望远镜、水平旋转仪器进行初始化，设置为角度测量状态。 4）测站、各镜站分别读记测前温度、气压，并输入全站仪进行自动气象改正。 5） 盘左望远镜的十字丝照准1号方向的反射棱镜觇牌纵横标志线，读记水平角、天顶距，测量斜距、平距、高差。 6）盘左依次照准2n号方向，同法测记。 7）盘左望远镜的十字丝照准n号方向的反射棱镜觇牌纵横标志线

19、，读记水平角、天顶距，测量斜距、平距、高差。8）盘左依次照准n-11号方向，同法测记。9）测站、各镜站分别读记测后气压、温度。 10）上面4）-9）为第一个测回的观测，照准1号方向，同法测完全部测回。11）量测仪器高、棱镜高作为检核。12）检查记录、关闭仪器。5.2 观测网建立5.2.1 沉降变形测量等级及精度要求 本线沉降变形测量按三等规定执行,对于技术特别复杂工点可根据需要按二等规定执行。 沉降变形测量等级及精度要求按表5.2.1规定执行。表5.2.1 沉降变形测量等级及精度要求变形测量等级垂直位移测量水平位移测量沉降变形点的高程中误差（mm）相邻沉降变形点的高差中误差（mm）沉降变形点点

20、位中误差（mm）二等0.50.33.0三等1.00.56.05.2.2 沉降变形监测网主要技术要求及建网方式1 垂直位移监测网1）垂直位移监测网的主要技术要求按表5.2.2-1执行。表5.2.2-1 垂直位移监测网的主要技术要求等级相邻基准点高差中误差（mm）第站高差中误差（mm）往返较差、附合或环线闭合差（mm）检测已测高差较差（mm）使用仪器、观测方法及要求二等0.50.1323ds05型仪器，宜按国家一等水准测量的技术要求施测三等1.00.3046ds05型仪器，宜按国家二等水准测量的技术要求施测注：f附合线路或环线长度，km。 r检测已测测段长度，km。2）沉降变形监测网建网方式线下工

21、程垂直位移监测一般按沉降变形等级三等（国家二等精密水准测量）的要求施测，根据沉降变形测量精度要求高的特点，以及标志的作用和要求不同，垂直位移监测网布设分为三级，如图5.2.2所示。基准点。要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，基准点使用全线的基岩点、深埋水准点、cpi、cpii 和二等水准点，增设时按国家二等水准测量的相关要求执行。工作基点。要求埋设在稳定区域，在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点。工作基点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。加密后的水准基点（含工作基点）间距200m 左右时，可基本保

22、证线下工程垂直位移监测需要。沉降变形点。直接埋设在要测定的沉降变形体上。点位应设立在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位，不但要求设置牢固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和使用。沉降变形点按路基、桥涵、隧道等各专业布点要求进行。 对于技术特别复杂、垂直位移监测沉降变形测量等级要求二等及以上的重要桥隧工点，应独立建网，并按照沉降变形等级二等（国家一等水准测量）的技术要求施测或进行特殊测量设计。2 水平位移监测网1）本线水平位移监测按三等规定执行，对于软土地基等设计有特别技术要求的复杂工点，可根据需要按二等的规定执行。水平位移监测网主要技术要求见表5.2.2-2。表5.

23、2.2-2 水平位移监测网技术要求等级相邻基准点的点位中误差（mm）平均边长（m）测角中误差（）最弱边相对中误差测边中误差（mm）水平角观测测回数作业要求0.5级仪器1级仪器2级仪器二等3.04001.01/1200002.069-按国家二等平面控制2001.81/700002.0469按国家三等平面控制三等6.04501.81/700004.0469按国家三等平面控制3502.51/400004.0346按国家四等平面控制2） 水平位移监测网建网方式一般按独立建网考虑，根据沉降变形测量等级及精度要求进行施测，并与施工平面控制网进行联测，引入施工测量坐标系统，实现水平位移监测网坐标与施工平面控

24、制网坐标的相互转换。5.2.3 沉降变形观测点的布置要求沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点三类。1 每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点，基准点应选设在沉降变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。2 工作基点应选在比较稳定的位置。对观测条件较好或观测项目较少的项目，可不设立工作基点，直接利用基准点观测沉降变形观测点。3 沉降变形观测点应设在沉降变形体上能反映沉降变形特征的位置。5.3 观测网测量5.3.1 水准网的观测按国家二等水准测量方法进行施测，采用单路线往返测。每次观测均形成闭合或附合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形点进行观测。5.3.2 水准仪应使用ds

25、05 级的精密电子水准仪，指挥部要求配置天宝dini03或莱卡dna03电子水准仪，配套2m及3m铟钢条码尺，均在有效合格检定期内。隧道内配置2m铟钢条码尺，对于路基、桥涵等综合管段配置3m铟钢条码尺，同时兼顾隧道必须配置2m铟钢条码尺。水准仪及水准尺在使用前应检校合格，水准仪及水准尺在使用前及使用过程中，经过常规检校合格，水准仪的视准轴与水准管的夹角均不得大于15，仪器各种设置正确，其中有限差要求的项目按规范的要求在仪器中设置，并在数据采集时自动控制，不满足要求的在现场进行提示并进行重测。5.3.3 为了将观测中的系统误差减到最小，达到提高精度的目的，各次观测应使用同一台仪器和设备，前后视观

26、测最好用同一水准尺，必须按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。实行“五固定”即“固定水准基点、工作基点、固定人、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法”，以提高观测数据的准确性。5.3.4 观测成果的重测和取舍按国家一、二等水准测量规范（gb/t12897-2006）有关要求执行。观测时，视线长度50m，前后视距差1.5 m，前后视距累积差6.0 m；视线高0.5 m；测站限差：两次读数差0.4 m，两次所测高差之差0.6 mm，检测间歇高差之差1.0 mm；观测读数和记录的数字取位：使用ds05 级的精密电

27、子水准仪读数取位至0.01mm。5.3.5 二等水准测量应对测段进行往返测，观测时每一测段均为偶数站；一级往返安排在不同时段进行，由往测转向返测时，互换前后尺进行观测，按以下顺序进行：往测： （奇数站）后前前后（偶数站）前后后前返测： （奇数站）前后后前（偶数站）后前前后5.3.6 水准观测应在标尺分划线成像清晰而稳定时进行。扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。水准线路一般沿坡度小的道路布设，以减弱前后视折光误差的影响。昼避开跨河流、湖泊、沼泽等障碍物。5.3.7 进行观测前30min，将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致，并进行仪器预热。测量中避免望远镜直接对着太阳；尽量

28、避免视线被遮挡，要求遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%；观测时用测伞遮蔽阳光，仪器需装遮光罩。自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。水准尺均借助尺撑整平扶直，使标尺上的气泡居中，确保水准尺垂直。5.3.8 在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。5.3.9 观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用2.5kg 以上的尺垫，水准观测路线必须路面硬实，观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后

29、，再激发测量键。5.3.10 数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求进行平差计算，主水准路线要进行严密平差计算，选用经过鉴定合格的软件进行。5.4 变形观测网的复测与维护：5.4.1 沉降变形监测网主要是对基准点和工作基点进行复测。由于自然条件的变化，人为破坏等原因，不可避免地有个别点位会发生变化，为了验证沉降变形监测网基准点和工作基点的稳定性，对其进行定期复测和维护。5.4.2 垂直位移监测网的观测分为首次观测和施工过程中的定期复测，定期复测按每半年复测一次，尽可能结合精测网和区域地面沉降观测同时进行。复测精度要求、仪器、水准线路和首次测量时相同。在区域沉降地区应每季度进行一次复测。5.4.3 当相邻观测周期的沉降量超过限差或出现反弹时，